Les cartes géologiques sont des outils importants pour quiconque s'intéresse à la Terre, que ce soit pour la prospection des minéraux, chercher des fossiles, s'aventurer avant une randonnée, comprendre ou voyager au travers des paysages ou lancer des projets industriels. Certaines indiquent le nombre de mètres qu'il faudra marcher jusqu'à la pizzeria, d'autres racontent l'histoire de millions d'années des différentes roches.
En France, c'est principalement l'institut BRGM qui s'occupe de collecter, traiter et transformer, à l'échelle du pays, les informations du sol pour les transformer en cartes lisibles, notamment via l'application Infoterre. Mais les principes sont tous semblables pour la totalité des zones du monde.
Les bases de la cartographie géologique
La cartographie se divise en deux sections. La partie pratique, dite visuelle, représente physiquement et précisément une zone donnée. On y retrouve la topographie de base avec les routes, les villes, des dénivelés, les forêts, les points d'eau. Par-dessus cette représentation, on y ajoute, en géologie, une couche virtuelle qui représente la qualité des sols ou des sous-sols. Cette surcouche est très importante pour comprendre plus en détail la structure même de la géologie locale et permet de retrouver des informations en amont ou sur le terrain qui ne sont pas forcément visibles à l'œil. Dans sa deuxième section, une carte sera toujours cumulée à une partie utile. On y retrouvera de nombreuses informations théoriques : orientation de la carte, échelle, date de réalisation, organisme, description, mais bien plus important et ce qui nous intéresse particulièrement, la nomenclature. La nomenclature permet de relier les informations visuelles présentes sur la carte à des données précises. On y voit le descriptif complet de tous les pictogrammes (dessins) présents sur la carte, la description des abréviations, la correspondance des couleurs à un index de données. C'est avec cette section que nous allons chercher les premières informations d'une roche cible, on y comprendra l'âge de la roche, sa composition, sa structure, etc.
Il est important de noter que toutes les informations présentes sur les cartes sont normées, mais qu'il n'y a pas forcément de consensus parmi tous les émetteurs de cartes. Ainsi, il est important de toujours se fier aux indications que propose la carte pour être certain de la fiabilité de celle-ci (dans les limites de validité des cartes). Ce document décrit uniquement les cartes BRGM, les plus utilisées, mais le principe reste le même pour toutes les cartes du monde, et doit l'être pour les vôtres aussi.
Lire et comprendre une carte
Le fond de carte
Le fond de carte représente la topographie de base. Il est important dans la mesure où il représente le physique et le visuel. C'est grâce à lui que nous allons nous orienter. Il s'agit le plus souvent de la carte topographique de base sur laquelle on représente le vivant et l'humain (à entendre les forêts et les constructions ou aménagements du territoire). C'est grâce à lui que nous pourrons mettre un point sur notre localisation le plus précisément possible via GPS ou en observant ce qui nous entoure.
L'information unique que nous pouvons tirer du fond de carte sera l'élévation du terrain, mais grâce à cette visualisation récente des lieux, il est aussi possible de repérer quels lieux sont prospectables. On peut également utiliser des photos satellites pour être encore plus précis pour la prospection, la navigation ou le repérage, voire cumuler dans certains cas les deux par transparence.
Le fond de carte étant la première référence lors du dessin de la carte, il est extrêmement important de s'y fier quand on dessine le reste des informations. TOUTES les informations doivent coller parfaitement à cette première ébauche de référence.
Sur cette carte, on voit donc déjà les élévations, indiquées par les tracés en courbes. Ce tracé sera toujours découpé en des lignes foncées représentant les chiffres ronds, et des plus claires montrant la progression. L'élévation est toujours inscrite le long de ces lignes. Dans ce cas, chaque ligne (ici brune) représente 20 m. Il y a donc 4 interlignes plus claires. Plus les lignes sont proches les unes des autres, plus cela signifie que le dénivelé progresse rapidement, la pente est donc très raide. Couplées à l'échelle en cm écrite sur la carte, on peut en déduire l'inclinaison des pentes.
On utilisera souvent l'échelle 1:50 000 en géologie. Ce n'est pas forcément universel mais cela permet d'avoir une précision assez importante tout en ayant une vision englobante. La plupart des géologues utilisent cette échelle, nous allons donc aussi nous baser sur cette dernière.
Sur cette portion de carte, on y voit aussi les tracés pratiques. En blanc les routes. En jaune ou orange les axes principaux, les lignes de train, les lignes électriques, les cours d'eau, les délimitations communales, les lieux-dits comme les églises, les noms des villes, etc. Plus nous zoomons, plus ou moins nous aurons de précision.
Cartes géologiques
La carte géologique représente la composition des sols. Généralement sur 10 mètres de profondeur sauf indication contraire dans la nomenclature. On y voit toujours les structures topographiques, mais cette fois une coloration unique apparaît. C'est ce zonage représenté de manière particulière qui va nous donner toutes les informations que l'on recherche. Il est possible de garder ces cartes en superposition avec le fond de carte, mais généralement les informations sont conservées sur ces cartes. Quand ce n'est pas le cas, c'est généralement qu'elles ne sont plus pertinentes ou que la carte permet une superposition.
La première chose qui saute aux yeux sur cette carte est que la zone du haut a une limite nette avec celle du bas, et des couleurs ou lignes discontinues. Ceci est normal et couramment visible. C'est une jonction entre deux cartes différentes, parfois faites par des personnes différentes, parfois faites à des dates différentes. Sur un logiciel c'est très visible mais peu contraignant car les logiciels permettent via les outils de récupérer les informations en cliquant simplement sur les zones. Avec des cartes papier c'est plus contraignant car il faut être capable de retrouver les alignements et chaque carte aura sa propre description liée. Mais au moins vous êtes avertis. Cette discontinuité arrive parfois, comme ici, à générer des erreurs d'alignement et distortions ou des différences de précisions induites par l'homme. Malheureusement c'est une variable importante et inévitable à prendre en compte lorsque l'on lit des cartes non dédiées à une zone spécifique.
La deuxième chose que l'on remarque, ce sont les zones de couleurs. Parfois larges, parfois fines, elles indiquent et séparent les zones de différenciation des roches. C'est en rapportant ces couleurs à la table accolée à la carte que l'on en déduit la nature. Plus la variation de couleurs sera importante, plus cela indiquera une richesse géologique, souvent dans le contexte montagneux ou de superposition des couches géologiques.
La consistance du terrain est représentée souvent par un motif au sein de ces colorations. Ces motifs permettent aux initiés de repérer d'un coup d'œil la structure des couches géologiques. Ce schéma sera décrit plus bas.
Avec tout ça, on repère également des annotations, souvent via des lettres. Cette indication fait souvent, surtout chez BRGM, référence à la datation voire au type précis de la roche. Là aussi permettant une identification rapide.
Enfin on y voit des lignes noires dans toutes les directions, parfois pleines, parfois en pointillés. Ces lignes indiquent les repères géologiques. Une fissure, une section, une modification du sol, un pli. Elles peuvent s'accompagner de motifs particuliers qui peuvent donner des informations mécaniques précises comme le déplacement des roches ou les affaissements de terrains.
Marqueurs complémentaires
Les marqueurs complémentaires sont très utiles pour détailler au mieux vos cartes. Plus ils sont nombreux, plus on peut repérer rapidement des informations utiles à nos recherches. Sur des cartes simples on y annotera souvent les anciennes mines et points d'exploitations, les puits et les zones d'éboulement. Sur les cartes interactives, la flexibilité permet un très vaste couplage des informations.
Ainsi nous pouvons voir sur cette carte un grand nombre d'informations provenant de plusieurs filtres différents, bien entendu libre à vous d'utiliser des cartes plus ou moins complètes. On y repère les informations géologiques de terrain comme les entrées de grottes ou de trous, les stratigraphies spécifiques, les affleurements, les zones de contact interformationnelles, les axes de plis, etc. On peut se servir de ces nombreuses informations pour la prospection ou pour déceler des dangers importants.
Bien plus que des indicateurs, ces pictogrammes sont la représentation directe de données sauvegardées. Plus les cartes sont complexes, plus on recueille des informations. Dans ce cas d'exemple, on voit un très grand nombre d'ouvrages géologiques. Des bâtiments, des exploitations minières, des points de forages géologiques, des usines d'exploitations anciennes ou récentes, des carrières. Sur cette carte on repère aussi un grand nombre de données, des zones polluées par de la chimie persistante, des données de carrières. On remarque deux bases de mesure par gravimétrie, mais également un très large nombre de mesures ou de données de l'inventaire minier pour l'exploitation alluvionnaire de ressources comme le zinc, l'amphibole, la fluorine.
De nombreux indices très utiles pour tous types de recherches sont disponibles sur Infoterre et d'autres sites. Certains ouvrages ou livres sont spécialisés dans le référencement de cartes à destination minière et peuvent aussi servir d'outil de prospection.
Détail des couches
Pour BRGM et dans beaucoup de cas, les couleurs collent souvent à un type de roche, souvent classé par ancienneté. On pourra alors retrouver des indications très importantes juste via la visualisation. Voici une sélection non exhaustive la plus courante :
- Alluvions récentes, Quaternaire, noté Q, couleur jaune à blanc, fréquemment des sables, argiles ou tourbes.
- Néogène, noté n, couleur orange, fréquemment des molasses et sables.
- Paléogène (Éocène-Oligocène), e-o, vert clair, les calcaires et marnes.
- Crétacé, k, vert à turquoise, craie et marnes.
- Jurassique, j, bleu, calcaires et marnes avec de nombreux fossiles.
- Trias, t, violet, grès, sels et gypse.
- Permien, p, rouge, des grès rouges.
- Carbonifère, c, gris foncé, charbon et schistes.
- Dévonien, d, brun à rose, schistes et calcaires.
- Primaire ancien, e O S, gris rose, schistes et quartzite.
- Roches magmatiques, y, rose vif, granites et basaltes.
- Roches métamorphiques, m, motifs, gneiss et micaschistes.
Dans le cas de BRGM, les formations sont indiquées de façon plus complexe avec des codes précis, par exemple le jurassique moyen sera inscrit j3 et le carbonifère sera écrit c5-6. Encore une fois chaque émetteur de carte a sa propre description. D'ailleurs il est courant de voir des descriptions au visuel complexe qui permettent de repérer directement la temporalité et la chronologie des strates dessinées en un coup d'œil, c'est exactement le même fonctionnement mais au lieu que les descriptions se suivent les unes derrière les autres, elles sont agencées précisément dans leurs segments respectifs.
Sur notre exemple plus haut, on remarque donc en brun et rose très majoritairement des formations granitiques et microgranitiques sur tout le haut de la carte fracturées par des alluvions et zones sableuses en blanc, sur la droite en brun un changement géologique avec une complexification, la présence de tufs et en bas à droite une plus grande complexité encore, entrecoupés par des failles avec des roches issues du métamorphisme de contact en bleu et rose. Au centre, la présence d'un complexe plus discret d'andésite volcano-sédimentaire représenté par les taches bleues.
Bien évidemment, l'ensemble des informations est sur cette carte interactive et il suffit de cliquer à différents endroits pour afficher les nombreux détails voire aller retrouver les rapports géologiques extrêmement précis et détaillés des sols ainsi que les notices régionales. Les sites interactifs permettent en quelques clics de retrouver sans efforts toutes les informations alors centralisées sur le site.
Dans le cadre de la relation entre les couches de roches, les couleurs, et les informations terrain, la topographie ainsi que les lignes de failles, il faut imaginer qu'en profondeur les limites géologiques suivent le chemin naturel du terrain et se chevauchent. Sur l'exemple ci-dessous on remarque que le plan le plus récent épouse la structure de la zone et recouvre donc le plan le plus ancien :
Sans rentrer dans les détails, nous pouvons coupler toutes les informations (zones, failles, marquages), pour interpréter la structure interne des sols en fonction de l'âge des couches, de leur fracturation et des différents dépôts. On est donc capable de faire des représentations de coupes d'une zone même si cela n'a pas grand intérêt à petite échelle.
Détail des marquages
/ Les motifs.
Les couleurs donnent des informations à aller retrouver dans la description de la carte. Pour avoir un visuel plus rapide des types de roches, il n'est pas rare d'y ajouter des motifs. On retrouve alors souvent les motifs suivants comme exemple :
- Les points et cercles représentent les roches de type calcaires.
- Les petits tirets horizontaux représentent les marnes.
- Les briques représentent les grès ou conglomérats.
- Les croix représentent les calcaires récifaux ou dolomitiques.
- Les hachures diagonales représentent les schistes ou roches métamorphiques.
- Les carrés représentent les gypses ou les anhydrites.
Il n'est pas rare que chaque entité utilise son propre code, il faut donc se fier à la description de la carte. Aussi, on peut ajouter d'autres motifs particuliers, par exemple pour les calcaires on peut y ajouter de petites vagues si le calcaire a un aspect à figures de courant, ou encore y ajouter des lignes quand c'est un calcaire laminé, ou de petites spirales quand c'est un calcaire très riche en fossiles.
En fonction de l'âge des cartes il n'est pas rare que les motifs jouent le même rôle que les couleurs apparues plus tard, on garde donc les motifs en y ajoutant une coloration. Tant de variables possibles en fonction des situations, mais encore une fois il est important de se fier à la nomenclature de la carte en elle-même.
/ Les lignes
Les cartes sont très souvent accompagnées de lignes de démarcation, ne serait-ce qu'entre les zones de couleurs. Elles indiquent le plus souvent une rupture dans la continuité de l'observation géologique. C'est associé aux couleurs que l'on comprend de quoi il s'agit.
- Les lignes fines entre les couleurs elles-mêmes ont une signification. Une ligne pleine indique qu'il y a une différenciation nette entre chaque type de sol. Plus les lignes sont en pointillés, plus difficile est l'observation des limites entre les deux types de roches.
- Pour les lignes épaisses, elles indiquent la présence de failles, là encore, une ligne continue indique une faille nettement présente, et plus la ligne est rompue plus il est difficile d'observer la présence de la faille sur le terrain.
- Les lignes de failles sont très souvent accompagnées de motifs, des petits traits perpendiculaires peuvent indiquer un inversement de la faille tandis que des petits triangles peuvent indiquer une faille de charriage.
- Ces lignes peuvent également être accompagnées de symboles pour comprendre plus en détail les raisons des failles. On y retrouve alors principalement des flèches indiquant les déplacements de décrochement de la faille, ou des annotations indiquant les directions et les pendages des plans géologiques.
- Plus rarement, quand les lignes sont parallèles au plan, impossible donc de dessiner avec une ligne, il est possible de dessiner un cercle avec un motif de croix, on retrouve ça plus souvent dans des plateaux.
Il est intéressant de remarquer les petits symboles qui accompagnent ces lignes, un petit "T" indiquera la direction vers laquelle la couche plonge, en fonction de la largeur du pendage il est alors possible de trouver des affleurements larges intéressants pour la prospection ou à l'inverse des affleurements étroits où l'on peut distinguer des couches visibles comme pour les falaises et carrières. Généralement quand ces lignes se trouvent de façon aléatoire sur une carte et sans marqueur particulier ou décalage ce sont souvent des fissures verticales
/ Les symboles
Les symboles sont nombreux et peuvent avoir de nombreuses significations, encore une fois il faut se fier à la description de la carte, mais de manière générale les symboles les plus utilisés sont reconnaissables et tout autant importants pour la recherche d'information. On y retrouvera les informations géologiques citées plus haut, mais aussi des informations comme la présence d'éboulements, la présence de mines actives, fermées, ou rebouchées, la présence de gîtes minéralisés ou la présence de grottes ou encore des marqueurs ponctuels comme des sondages miniers ou des roches caractéristiques.
Tout un ensemble de symboles est disponible et diffère souvent en fonction des émetteurs de cartes, mais les plus connus sont ceux utilisés par BRGM avec une liste comme ci-dessous :
Utiliser Infoterre
La démarche pour utiliser Infoterre est relativement simple. Il vous suffit de vous connecter à leur site internet, de préférence sur un ordinateur, via le lien suivant :
Le fond de carte sera déjà mis en place, vous aurez en haut les outils pour vous déplacer et sur la droite ceux pour interagir avec les différents filtres.
Orientez-vous sur la carte en vous déplaçant et en zoomant, attention la carte peut prendre un certain temps pour charger les grandes zones. Une fois que vous avez trouvé votre région, mettez-vous à l'échelle 1:50 000 ou plus petite, l'échelle est inscrite en bas à gauche.
Une fois que vous êtes satisfait de l'état de votre carte, cliquez à droite sur l'icône de la feuille avec un "+" pour gérer les couches. Un volet va s'ouvrir, il faut cocher votre nouvelle couche.
Déroulez la catégorie "cartes géologiques".
Pour suivre l'exemple donné ci-dessus vous aurez deux choix, soit vous voulez les cartes imprimées, plus visuelles et compréhensibles comme l'exemple du document, il faudra alors cocher la case devant "carte géologique imprimée 1/50 000 (BRGM)".
Sinon le logiciel permet une version plus travaillée et compilée pour éviter les erreurs humaines comme expliqué plus haut, mais visuellement plus difficile, si vous préférez cette carte cochez "carte géologique 1/50 000 vecteur harmonisée (BRGM)".
Si vous utilisez cette seconde méthode il est important de remettre le fond de carte en transparence. Sur le panneau de droite, cliquez sur le premier icône, les trois feuilles superposées, cette page gère les filtres. Repérez "scan (IGN)", faites monter cette ligne en utilisant les flèches à gauche. Une fois en haut de liste, utilisez la barre blanche à droite pour ajouter de la transparence au filtre jusqu'à ce que vous soyez confortable, le mieux est de la régler un peu sous la moitié.
Repérez maintenant la zone que vous voulez observer, cliquez en haut sur le curseur avec le "i", une fois en orange, cliquez simplement là où vous souhaitez récupérer l'information. Une page va s'ouvrir et vous indiquer la description de ce que vous pointez.
Vous pouvez maintenant si vous le voulez cliquer sur l'imprimante à gauche pour afficher la carte avec l'ensemble de la description, ou cliquer à droite sur le second icône puis dérouler la légende pour la carte géologique.
Maintenant que les premiers pas sont faits pour utiliser Infoterre, vous pouvez retourner dans le choix des couches et jouer avec les différentes ressources en cochant les cases que vous souhaitez, elles se mettront automatiquement par-dessus les autres. Dans la catégorie "carte géologique" vous pouvez cocher les 1/50 000 pour "lignes divers", "lignes isovaleurs", "points divers", "points structuraux" cela vous donnera accès aux marquages importants. Vous pouvez à tout moment les décocher ou aller dans la gestion des filtres et utiliser l'œil ou la croix pour les masquer ou supprimer.
Pour aller chercher les informations relatives aux ressources vous pouvez vous rendre dans les couches relatives à "Ressources minières" et cocher "Gisements, gîtes, indices".
Pour activer le visuel des rivières, allez dans "Référentiel" et cochez "Réseau hydrographique Carthage".
Pour accéder aux informations minières allez dans la couche "carrière et matériaux" et cochez "ensemble des exploitations", une fois ceci activé inspectez l'un des points en cliquant dessus, le résultat de recherche vous donnera le nom de l'exploitation avec à droite écrit "fiche détaillée", cliquez dessus pour accéder au rapport de la mine.
Pour afficher les zones polluées allez dans les couches "sites et sols pollués" et cochez "anciens sites industriels et activités de service", pour afficher d'autres risques comme les cavités non minières et les transformations de terrain ça se passe dans la couche "risques naturels".
Et finalement un autre marqueur intéressant allez dans la couche "Dossier du sous-sol BSS" et cochez "tous les ouvrages de la banque du sous-sol".
Il y a bien entendu un vaste nombre de données avec lesquelles jouer pour afficher de nombreuses informations via l'outil d'inspection : vous n'avez qu'à cliquer sur ce que vous voulez savoir.
